Ram Dixit önderliğindeki ekip, Natasha Nolan ve mühendis Guy Genin ile birlikte kök bükülmesinin hücresel ve mekanik temelini araştırdı. Çalışma Nature Communications'ta yayımlandı ve Center for Engineering Mechanobiology (CEMB) konsorsiyumunun katkısıyla yürütüldü; Pennsylvania State University'den Charles Anderson ortak kıdemli yazardır. Nolan şu anda Pivot Bio'da çalışıyor.
Araştırmacılar köklerde bükülmenin gen fonksiyonunun tamamen kaybı mı yoksa gen ifadesindeki yerel değişiklik mi gerektirdiğini test etti. Bir genin yaban tipi versiyonunu belirli hücre katmanlarında ifade ettiklerinde, sadece epidermiste ifade edildiği zaman köklerin düz büyümesi geri geldi; iç katmanlarda ifade edilirse bükülme devam etti. Bu bulgu epidermisin tüm organ boyunca bükülmeyi kontrol ettiğini gösterdi.
Mechanobiology deneyleri ve modelleme mekanizmayı açıkladı: Anderson laboratuvarı mutant köklerde selüloz mikrofibrillerinin yönelimindeki değişiklikleri ölçtü. Genin’in bilgisayar modeli, eşmerkezli katmanların gövde halkaları gibi davrandığını ve dış halkanın daha güçlü bir kaldıraç sağladığını öngördü. Model epidermisteki kaymanın, tüm katmanlar kaymış olsaydı görülen bükülmenin yaklaşık üçte birini üretebileceğini ve epidermis düzeltilirse tüm kökün düzleşeceğini gösterdi. Dixit bunu özetledi: "epidermis pasif bir deri değil, tüm organın büyümesinin mekanik koordinatörüdür."
Yazarlar bu bulgunun, iklim değişikliğinin getirdiği kuraklık ve taşlı ya da sıkışmış toprak koşullarında engelleri aşabilen köklere sahip ürünler geliştirmek için hedefler ve mekanik bir çerçeve sağladığını belirtiyor. Çalışma CEMB (NSF) ve National Institute of General Medical Sciences (NIH) tarafından desteklendi.
Zor kelimeler
- bükülme — bir cismin veya dokunun eğrilme durumubükülmesinin, bükülmenin, bükülmeyi
- epidermis — bitkinin dış yüzünü örten hücre katmanıepidermiste, epidermisteki
- modelleme — gerçek olayların bilgisayar veya matematikle benzetimi
- mikrofibril — hücre duvarında bulunan ince sert lifmikrofibrillerinin
- kaldıraç — daha fazla güç uygulayan mekanik araç veya etki
- koordinatör — bir süreci düzenleyen ve yöneten kişi veya etkikoordinatörüdür
İpucu: Türkçe metni okurken veya ses kaydını dinlerken, vurgulanan kelimelerin üzerine gel, odaklan ya da dokun; anında kısa tanımlar görünür.
Tartışma soruları
- Epidermisin tüm organın büyümesini mekanik olarak koordine etmesi tarım uygulamalarında hangi değişiklikleri sağlayabilir?
- Bu araştırmanın sonuçları kullanılarak kuraklığa ve sıkışmış toprağa dayanıklı bitki çeşitleri geliştirmek ne gibi zorluklar ve fırsatlar sunar?
İlgili makaleler
Alternatif RNA işlenmesi ve memeli ömrü
Yeni çalışma, alternatif RNA işlenmesinin 26 memeli türü arasında 2.2 ila 37 yıl arasındaki ömür farklarını açıklamaya yardımcı olabileceğini gösteriyor. Analiz altı doku, özellikle beyni inceliyor ve bulgular RNA bağlayan proteinlerle kontrol edilen kesilme desenlerine işaret ediyor.
Ruanda'da iklime dayanıklı tohumlarla daha büyük hasatlar
Ruanda'da Seed Resilience Project ile çiftçiler iklime dayanıklı tohumları denedi ve daha yüksek verim bildirdi. Proje 2023'te başladı ve uluslararası kuruluşlar, Fair Planet, tarım bakanlığı ile yerel tohum şirketlerini bir araya getiriyor.
